Présentation
Auteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM) - Laboratoire Environnement Minérallurgie LEM URA 235
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Lire l’articleINTRODUCTION
La classification ou sélection pneumatique s’effectue très souvent à température ambiante avec une suspension de solides dans un gaz, afin d’obtenir deux fractions séparées dont l’une contient les particules de dimension supérieure à une dimension donnée et l’autre les particules de dimension inférieure à cette dimension. Elle est basée sur la différence pouvant exister entre les vitesses de chute des solides dans un gaz. En général, les solides sont suffisamment fins pour que leurs mouvements obéissent à la loi de Stokes.
La classification pneumatique est différente du dépoussiérage dont le but est l’élimination quasi totale de particules solides contenues dans un gaz porteur (article Dépoussiérage des gaz et dévésiculage Dépoussiérage et dévésiculage dans ce traité). C’est ainsi que, pour le dépoussiérage, il n’existe pas de spécification optimale du matériau à traiter, tandis que pour une classification pneumatique il existe une relation entre la finesse de l’alimentation du classificateur et celle du produit fin classifié.
Tous les appareils de séparation pneumatique utilisent un courant gazeux. Bien que l’on s’efforce d’employer au mieux les forces en présence, la classification pneumatique qui, suivant la théorie, peut être nette, l’est imparfaitement en pratique. En effet peuvent intervenir des forces externes au mélange gaz-solide dues à des champs d’accélération créés par la gravité, le magnétisme ou l’électrostatique, ou des forces internes au mélange gaz-solide dues à la centrifugation, la diffusion, la coagulation électrostatique... Ces forces peuvent s’ajouter ou s’opposer, être ou non modulées, créer ou non des effets perturbateurs. Ces effets se manifestent au niveau de la précision de la coupure granulométrique, de l’assemblage des appareils et de l’économie du procédé.
Le lecteur se reportera, dans ce traité, à l’article Fragmentation. Généralités. Théorie [A 5 050].
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Analyse dimensionnelle des séparations gaz-solides1. Paramètres dépendant du matériau et de l’appareil
Les principaux paramètres affectant la classification dépendent du matériau, de l’appareil et de son réglage.
1.1 Paramètres dépendant du matériau
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Densité et forme des particules
Tout sélecteur pneumatique classe les particules selon leur vitesse de chute dans un gaz porteur. Cette vitesse dépend de leur densité et de leur forme. Ainsi, plus la forme d’une particule s’écarte de celle de la sphère, plus la particule se comporte comme si elle était moins lourde qu’une même particule sphérique. On est donc amené à définir un coefficient de forme F, rapport entre la dimension de la particule selon la méthode de mesure choisie et le diamètre de la sphère de même nature et équitombante (on appelle particules équitombantes les particules dont les vitesses limites de chute dans le fluide sont identiques).
Si d s est la densité des particules solides de dimension a faisant l’objet d’un essai de séparation et si s0 est le diamètre de la sphère équitombante avec un matériau de référence, on a les relations :
a = s0 F (1/ds )1/2ou
a = s0 KLe paramètre K est appelé facteur limite de séparation.
La farine calcaire, avec une densité de 2,6 et une forme approximativement cubique, est la référence pour une large gamme de produits.
Le tableau 1 donne, en fonction de la méthode de détermination de la dimension, les valeurs de F qui sont très utiles en matière de prévision de coupures granulométriques.
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Dimension des particules
La détermination de ces dimensions est un point délicat. Les méthodes ont été présentées dans les articles Fragmentation. Généralités. Théorie [A 5 050] et Techniques de mises en contact entre phases solides et gazeuses ...
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